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首个“流浪黑洞”被发现,比太阳大7倍,科学家观测6年才发现了它

黑洞是宇宙中的一种特殊天体,由于它本身不发光,也不会反射光,却还会吸收光,而我们观察宇宙中的天体依赖的却正是光等电磁波,所以想看到黑洞非常难,通常都是黑洞的引力对其他天体产生影响时,或者黑洞吸收其他天体物质形成吸积盘时才有可能被看到。

↑存在吸积盘的黑洞,通常被叫做类星体

↑黑洞吸附恒星物质后出现吸积盘的情景模拟图

不过在2月5日,一条来自《物理学家组织网》的消息称,一个国际天文学研究团队通过“微引力透镜”现象发现了一颗“流浪黑洞”,这被认为是天文学界首次利用这种方式发现流浪黑洞。

这条消息虽然是在近日报道,但发现的时间却是在2011年,当时该团队发现了一颗在星际间漫游的孤独黑洞,这个“流浪者”以强大的引力形成了一个“微引力透镜”,将它背后的恒星和星系的光线弯曲扭转,才让科学家们感知到了它的存在,同时这个流浪黑洞也被认为是首次被观测到的此类黑洞。

“微引力透镜”效应指的是一个有着强引力场的天体使它后面的天体背景光线发生扭曲的现象,宇宙空间中的引力分布很不均匀,在强引力场天体的周围,光线等电磁波会被引力场扭曲,而又由于天体的周边是透明的,这就形成了一种引力透镜作用,其背景天体的光线通过这个透镜折射过来,形状会发生弯曲,位置会出现挪位,光度也会发生变化,因此即便造成引力透镜现象的天体看不见,也能感觉到它的存在,即便这个天体是个黑洞,这也是此次发现这个“流浪黑洞”的原因。

这个黑洞距离我们5153光年,位于银河系之内,质量大约是太阳的7倍,正在以大约每秒45千米的速度掠过附近的恒星,时速大约16.2万公里。科学家还认为类似的恒星级流浪黑洞有很多,但是由于黑洞本身不发光,和其他天体产生互动作用的黑洞也比较少,而且微引力透镜效应也不容易发现,所以流浪黑洞并不容易被观察到,其观察难度要比流浪恒星甚至流浪行星都要难的多。

该研究团队是2011年开始观测这颗流浪黑洞的,但当时并没有注意到那里有一颗黑洞,因为它也是根本看不到的,其实至今也没看到它的真实样子,这黑洞仍然是连个影子都没有,但却又可以能过一种现象确定它是真实存在的。

那又是如何发现它的呢?在2011年时,科学家只是发现一颗恒星的亮度无缘无故地增强了,当时还以为是恒星本身的活动造成的,通过持续的观察又发现并不是这样,在进行了持续6年的监测之后,他们通过这颗恒星及其周围天体的亮度和位置等的奇怪变化,判断出只有微引力透镜效应的存在才能出现这种情况,于是认为是该恒星发出的光线被其前方(靠近观察者方向)一个看不见的天体弯曲了,而由于这个天体又是看不见的,因此认为它明显是个黑洞,而后又通过引力透镜的强度等因素判断出该黑洞的质量大约相当于7个太阳。所以虽然这个黑洞连个影子都没有,但它的背景出卖了它。

这样质量的黑洞一般都是由大质量恒星发生超新星爆发后形成的,但也有可能是大质量恒星直接坍缩而成,所以常被叫做恒星级黑洞,恒星级黑洞的数量很多,有天文学家推论认为在银河系中至少就有100万到1亿个。

这样的黑洞对宇宙中有生命或者发展出文明的星球来说非常危险,因为它非常不容易被观察到,而且其引力超强,如果现在在太阳系附近有一个这样的黑洞,以目前人类的天文学观测水平也不能感知到它的存在,除非是像本文上面所讲的这颗被科学家偶然发现背景恒星的光线和位置的异常表现而发现的黑洞。

“引力透镜”观测方法很另类,但这样的方法也为科学家们观察其他黑洞提供了新途径,特别是可能存在的对太阳系有潜在危险的黑洞,观察到它们很有必要,虽然之前太阳系没有近距离受到过黑洞的影响,但并不代表以后也不会,而且一旦出现,就很可能会对整个太阳系造成颠覆性毁灭的危险,所以观察黑洞的存在也是人类必须要做的功课,掌握黑洞的动向对人类来说具有十分重要的意义。

参考资料:

《上观新闻》2月7日文章《首个在星际自由飘荡的黑洞现身,质量约为太阳的7倍》

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